贵州清水江城景水电站通航水流条件优化试验研究

城景水电站是利用三板溪水库回水的长期消落水头而兴建的水电站,可有效地改善上游河道的航运水流条件。设计船闸布置于泄洪闸中间,枢纽泄洪方式对上下游引航道及口门区水流条件影响大;下游引航道口门区位于弯道凸岸,通航水流条件复杂难以满足通航安全要求。针对以上问题,通过1:80比尺的整体枢纽模型,研究下游不利通航水流条件的成因。通过降低通航标准、设置导流墩、疏浚凸岸岸线、优化枢纽调度,使引航道及口门区通航水流条件满足通航规范要求,为枢纽通航设计提供了可靠依据。     

唐家渡枢纽运行方式对船闸通航影响分析

本文针对唐家渡枢纽不同的闸门启闭方式对船闸上下游口门区及连接段通航水流条件的影响进行了分析研究。结合唐家渡枢纽水工模型实验成果,重点对枢纽敞泄前闸门局部泄洪各运行工况下船闸下游通航条件进行研究,从而得出为满足通航要求,枢纽敞泄前不应单独局部开启5孔冲沙闸泄洪通航等结论。该研究成果可为唐家渡枢纽优化运行方式提供一定依据和参考。     

那吉航运枢纽左岸船闸通航水流条件试验研究

根据那吉航运枢纽左岸船闸布置方案上下游口门区及连接段通航水流条件试验成果 ,阐述了引航道口门区不同布置方案的通航水流条件 ,分析了影响船闸布置和通航水流条件的因素 ,提出了使船闸上下游引航道口门区水流条件满足通航要求的改善措施。     

成子河船闸引航道与泄洪河道交汇区域通航水流条件与改善措施研究

引航道与泄洪河道交汇区由于水流流向与航行进出闸方向角度较大,常产生较大横向流速,影响船舶安全进出闸。文章建立成子河船闸引航道与泄洪河道交汇区平面二维数学模型,模拟研究该区域通航水流条件及其改善措施。研究结果表明:无工程措施条件下,废黄河下泄流量为10 a一遇洪水时,成子河引航道与泄洪河道交汇区表面最大横向流速大于0.3 m/s,不能满足通航要求。当废黄河与引航道交汇区的上游设置导流墙时,导流墙将来流分为左右两股水流,向下游的主流流向逐渐与下游引航道平行,交汇区的水流受导流墙阻挡流速减小迅速,能满足通航要求。     

山秀船闸扩能工程上游引航道口门区方案优化研究

建立山秀水利枢纽整体物理模型,对山秀船闸扩能工程口门区布置方案进行试验。上游口门区所处弯曲河道下游左岸,基础条件较差,方案布置及优化受限制条件较多,水流条件难以满足通航要求,结合工程实际情况从宏观角度出发,从上游弯段起沿程布置潜坝群以调整工程河段的主流位置,将口门区对岸扩挖以补充河道过流断面并为河势提供调整空间,使得口门区及航道过渡段的水流条件满足通航要求,并减少对河道泄洪影响。     

湘江长沙综合枢纽通航水流条件及改善措施研究

根据湘江长沙综合枢纽通航水流条件试验研究成果,分析了船闸上、下游引航道口门区及连接段水流条件及影响因素,通过采取多种改善通航水流条件的有效措施,提出了满足船舶或船队航行条件的枢纽平面布置方案。     

湘江土谷塘航电枢纽船闸通航水流条件优化试验研究

根据土谷塘航电枢纽通航水流条件试验成果,分析了船闸上、下游引航道口门区及连接段的水流条件及影响因素,通过采取多种改善通航水流条件的措施,提出了满足船舶或船队航行条件的布置方案。     

北江清远枢纽三线船闸通航水流条件及优化措施*

北江水运需求增长、航道扩能升级,拟在清远枢纽一、二线船闸基础上新建三线船闸并预留四线船闸建设空间。针对三线船闸左岸建设方案建立平面二维水流数学模型,研究引航道口门区及连接段通航水流条件及存在的问题。结果表明：1）在工况2～4（Q≥5 000 m3/s）,三线船闸上游口门区横流显著,大于0.3 m/s。2）船闸下游大燕河水流入汇直冲航道。工况3中大燕河流量为1 510 m3/s时,汇口处连接段横流超标、通航条件差。3）进一步对船闸方案进行优化试验后,采取上游口门区增设导流墩、下游大燕河口布置导流顺坝和导流墩、拓宽浚深大燕河口的措施,可有效改善横流。     

窄深河道急弯下游枢纽上引航道布置及通航水流条件试验

窄深急弯河道下游河道主流偏向凹岸下游一侧,下游已建枢纽在同侧布置引航道则存在上引航道占据河道过流面积较大、流速指标超标严重等问题。采用整体定床物理模型及船模试验,研究窄深河道急弯下游枢纽二线船闸上游引航道的布置及其通航水流条件。结果表明,受窄深河道枢纽上游急弯和长引航道分隔墙占据深泓的影响,设计方案中的船闸上引航道口门区通航水流条件较差,不能满足船舶安全航行要求。优化方案在原方案基础上设置堤头下挑单潜坝,优化右岸河段开挖范围及形式,改变隔流墙长度以及隔流墙透空等措施,较好地改善了口门区通航水流条件并兼顾枢纽的行洪和发电,实现船舶安全通航和枢纽正常运行。     

洪江枢纽扩建船闸下游通航条件试验研究

建立了洪江枢纽整体物理模型,对洪江扩建船闸布置及下游航道通航条件进行多方案试验。试验结果表明,坝址所在位置下游河势向右微弯,且逐渐压缩,扩建船闸闸室较长,引航道实体导流堤直线顺延后,导流堤对有效河宽造成大幅缩窄,引发船闸下游口门区斜流流速大、流态复杂,通航条件不能满足船舶安全航行要求。优化方案充分利用船闸下游弯道河段右岸河道存在大范围的缓流区,将下游引航道长直堤设置为折线型,减少导流堤对主河道过水断面的压缩,降低河道流速,改善口门区水流条件;同时顺应下游河势向右岸调整航线,达到了改善船闸下游航道通航条件目的。研究成果可为同类项目提供借鉴参考。     

引江济汉通航工程进口段平面布置及通航条件优化

用水流物理模型、遥控自航船模、水流数学模型和船舶操纵运动数学模型相结合的研究方法对引江济汉通航工程进口段平面布置及通航条件进行研究。首先阐述设计方案通航工程与长江交汇口、进口龙洲垸船闸下游航道及荆江大堤通航孔等各区域的通航条件,详细分析设计方案影响通航水流条件的各个因素,针对设计方案在通航水流条件上的不足,通过采取多种工程措施改善其通航水流条件,提出满足船舶安全航行的优化布置方案。     

乌江银盘船闸枯水期实船试航研究*

为检验新建银盘船闸枯水期通航条件,对船闸的通航设施、下游引航道以及实船试航进行了同步观测。结果表明,引航道口门区水流条件基本满足船闸规范要求,但通航设施设计存在缺陷,导致过闸时间偏长。试验还发现,由于电站尾水直冲下引航道口门区域,汛期水流条件不容乐观。在提出复核阀门开启方式等措施的同时,建议选择适当的乌江洪水流量进行观测试验。     

岷江龙溪口航电枢纽工程船闸总体布置与通航条件研究

针对龙溪口航电枢纽船闸工程建设过程中出现的居民渡河安全、船闸临时通航和下游河床下切等问题,采用二维数学模型对工程河段施工期下游水流条件和导流第三期工程第一个汛期(三期一汛)船闸上引航道通航水流条件进行数值模拟。结合工程的具体情况,提出新民客渡临时过渡方案。结果表明,下游河床下切预判数据、三期一汛枢纽调度和船闸运行方案保证了施工期工程河段两岸居民的渡河安全,有效解决了河床下切对船闸通航的影响,确保三期一汛岷江航道的畅通。     

弯曲窄槽型河段多线船闸通航水流条件研究

当船闸下游引航道口门区位于河道的弯曲窄槽段时,由于河道水深较浅、通航水流条件非常复杂,不利于通航。依托京南枢纽二线船闸工程,采用1∶100整体物理模型,对弯曲窄槽型河段多线船闸通航水流条件开展系列试验研究。结果表明:1)原枢纽平面布置方案存在缺陷,下游引航道口门区水流条件易受弯道顶冲水流的影响,弯道处断面束窄导致流速较大。2)同时隔流堤高程太低,会引起水流翻过隔流堤产生混乱水流的现象。提出改进措施:1)上游隔流堤高程应加高至33.46 m,下游隔流堤高程应加高至32.58 m。2)推荐增设隔流墙、调顺岸线,同时开挖河床等。研究方案为京南枢纽二线船闸工程通航水流条件改善提供了技术支持。     

湘江近尾洲二线船闸下游引航道口门区通航水流条件改善措施

湘江近尾洲枢纽二线船闸为升级改造工程,位置和轴线没有选择余地,下游引航道口门区的通航水流条件只能依靠优化开闸方式或修建导流墩来改善。采用1∶100定床正态河工物理模型试验,在充分认识常规开闸泄流方式下游引航道口门区水流条件的基础上,通过多种开闸泄流方式的组合试验以及导流墩布置数量、间距、角度等优化试验,提出常规开闸+边孔补流的泄流方式,或布设单墩长度20 m、走向与航线平行、间距20 m的3个导流墩,均可将通航流量提高到2 a一遇洪水标准。     

龙溪口枢纽最低蓄水位下船闸上游通航条件及改善措施

岷江龙溪口航电枢纽工程第3期导流期间利用右岸船闸临时通航，由于上游蓄水位相对较低，汛期大流量条件下船闸上游引航道口门区与连接段水域存在较大的通航风险。为确保施工期通航安全，结合枢纽施工导流及通航模型试验结果，开展了最低蓄水位下船闸上游通航条件数值模拟研究，并提出优化上引航道左导墙结构形式、降低鸡公嘴开挖高程以及抛填深沱等工程措施。结果表明，上游通航水流条件明显改善，可满足施工期通航要求。     

桩基透空式导流屏结构对船闸下游口门区通航的影响

船闸下游引航道口门区水流条件受大坝底孔泄流和泄水闸调峰等影响,易破坏原河道所在区域导流效应,对下游口门区船舶通航不利。提出一种新型导流结构——桩基透空式导流屏,并以五强溪枢纽船闸为例,设计初始及优化两种方案进行水流特性试验和船模试验以测试其工程效果。试验表明该结构形式可较好地改善下游口门区水流条件,且相比于初始方案,优化方案对五强溪枢纽船闸下游口门区水流条件的改善效果更为显著,更利于船舶通航。     

富春江船闸扩建改造工程平面布置优化研究

通过正态水流物理模型与遥控自航船模相结合的方法,研究富春江船闸扩建改造工程平面布置方案,首先阐述了设计方案下游引航道口门区航道的通航水流条件及工程对电站发电和防洪安全的影响,详细分析了影响口门区水流条件的各个因素,然后针对设计方案在通航水流条件的不足,通过采取多种改善通航水流条件的有效措施,提出了满足船舶航行条件,同时又不影响电厂发电和防洪安全的平面布置方案。     

船舶模拟器在引江济汉通航工程与长江交汇口布置中的应用

对采用船舶操纵模拟器进行通航建筑物平面布置优化的方法进行了论证,建立了代表船舶的操纵运动数学模型,并根据国家规范对代表船舶的操纵性进行了率定。用船舶操纵模拟器对引江济汉通航工程与长江交汇口的平面设计方案进行了研究,结果表明设计方案下代表船舶在交汇口的最大通航上限流量仅为15 000 m3/s,不满足设计要求。优化方案加大了上下游连接段的弯曲半径,进而提高了上下游航线的转弯半径,减小了航线上的横流,使船舶有足够的空间调顺船位。     

沙溪口水电站船闸下引航道口门区通航水流条件研究

船闸引航道口门区水流条件的好坏直接关系到船舶进出船闸的安全。针对沙溪口水电站船闸引航道口门区水流条件差、水深不足、横流较大等问题,建立电站河段整体物理模型,并结合船模航行试验,对船闸下引航道口门区通航水流条件进行试验研究,并提出优化工程方案。优化方案2试验表明:通过筑坝、新建明渠和底部透空式隔流堤工程,下引航道口门区通航水流条件得到明显改善,通航水流条件基本满足规范要求。船模航行试验验证船舶可以安全平稳地通过口门区,且船舶操纵参数均在要求范围以内。